Смесеобразование в дизелях протекает внутри цилинд­ров двигателя за очень короткие промежутки времени, исчи­сляемые тысячными долями секунды.

Для получения одно­родной смеси тонкораспыленного топлива (частички диамет­ром 0,002...0,003 мм) с достаточным количеством воздуха в дизелях применяют ряд специальных конструктивных и эксплуатационных мер.

В связи с кратковременностью процесса смесеобразова­ния в дизеле и необходимостью получения весьма однород­ной смеси в цилиндры дизеля поступает значительно больше воздуха, чем это теоретически необходимо (а = 1,2... 1,7). Только при таких условиях каждая частичка топлива имеет вокруг себя необходимое для полного сгорания количество кислорода.

Наилучшее наполнение цилиндров очищенным воздухом достигается снижением сопротивления воздухоочистителя и впускных каналов, применением специальных турбоком­прессоров (турбонаддув), оптимальным выбором продолжительности фазы впуска.

Достаточное количество воздуха в цилиндре и тонкое распыливание топлива являются необходимыми, но недо­статочными условиями для получения однородной смеси, полностью сгорающей в цилиндре.

Важный фактор, способствующий приготовлению одно­родной смеси, — образование интенсивных воздушных по­токов в камере сгорания.

Показатели работы дизеля зависят не только от качества смесеобразования, но и от полноты и своевременности сгорания впрыскиваемого топлива.

Подача топлива в цилиндры дизеля должна происходить с некоторым опережением (до прихода поршня в в. м. т.). В этом случае топливо успевает до воспламенения частично испариться и тщательно перемешаться с воздухом, а образовавшаяся при этом смесь сгорает достаточно полно и дает максимальное давление га­зов сразу же после перехода поршнем в. м. т.

Камеры сгорания дизельных двигателей бывают неразделенного и разделенного типа.

Читать далее

Неисправности приборов системы питания — наиболее частая причина затруднительного пуска и работы двигателя с перебоями и повышенным расходом топлива. Подтекание топлива, нарушение его подачи, переобеднение или переобо­гащение горючей смеси — таковы основные неисправности, являющиеся результатом недостаточного и несвоевременного технического обслуживания приборов системы питания.

Недостаточная подача топлива в карбюратор вызывается засорением фильтров и топливопроводов, неисправностями бензонасоса, замерзанием воды в топливопроводах и отстойниках.

Переобогащение смеси наступает вследствие повышения уровня топлива в поплавковой камере, увеличения проход­ных сечений топливных жиклеров в результате естествен­ного износа или чистки их твердыми предметами (проволо­кой, шилом и т. п.), засорения воздушных жиклеров, не­полного открытия воздушной заслонки из-за неисправности ее привода.

Обеднение смеси происходит от недостаточной подачи топлива в карбюратор, снижения уровня топлива в поплав­ковой камере, засорения топливных жиклеров и распыли­телей, подсоса воздуха через неплотности карбюратора и впускного трубопровода.

Обслуживание воздушного фильтра заклю­чается в контроле его крепления, промывке фильтрующего элемента и периодической смене масла.

Техническое обслуживание бензонасоса состоит в систематической проверке его герметичности и устранении возможных подтеканий топлива, в промывке сетчатого фи­льтра, проверке состояния клапанов и диафрагмы и конт­роле создаваемых насосом давления и разрежения. Не рекомендуется разбирать бензонасос без крайней необхо­димости. Это делают в том случае, если возникшие неис­правности нельзя устранить продувкой и промывкой на­соса.

К основным операциям технического обслуживания кар­бюратора относятся: проверка уровня топлива в поплавко­вой камере, удаление из нее отстоя, продувка жиклеров или периодический контроль их пропускной способности.

От уровня топлива в поплавковой камере за­висит состав горючей смеси. Повышение уровня приводит к неоправданному обогащению горючей смеси и, следова­тельно, перерасходу топлива. Снижение уровня ухудшает приемистость двигателя, вызывает вспышки во всасываю­щем трубопроводе и карбюраторе и приводит к перерасходу топлива.

Читать далее

Карбюрация — это процесс приготовления горючей сме­си. Процесс карбюрации осуществляется в специальном приборе — карбюраторе.

При средних нагрузках двигателя (40...90 % от полной нагрузки) горючая смесь должна быть обедненной, обеспе­чивающей экономичную работу.

Работа двигателя с полной нагрузкой возможна при обо­гащении горючей смеси, при которой двигатель может раз­вивать наибольшую мощность.

Таким образом, карбюратор должен приготавливать го­рючую смесь такого состава, который бы соответствовал за­данному режиму работы двигателя: при запуске — а = 0,5...0,6; при работе на холостом ходу и с малыми на грузками а = 0,6. ..0,8; при средних нагрузках а = = 1,1...1,15; при полной загрузке а = 0,85...0,90.

Рис. 41. Схема простейшего кар­бюратора:

1 — дроссельная заслонка; 2 —диф­фузор; 3 — канал диффузора; 4 — распылитель; 5 — воздушная за­слонка; 6 — атмосферный канал; 7 — игольчатый клапан; 8 — поп­лавок; 9 — поплавковая камера; 10 — жиклер; В — воздух; Т — то­пливо; ГС — горючая смесь.

Простейший карбюратор, схема которого показана на рисунке 41, работает так. Топливо через игольчатый клапан 7 подается в поплав­ковую камеру 9 и поплав­ком 8 с клапаном 7 поддер­живается на постоянном уро­вне. При такте всасывания разрежение из цилиндра пере­дается в смесительную камеру (канал диффузора) 3 карбю­ратора, вследствие чего соз­дается перепад давлений ат­мосферного и внутри цилин­дра. При открытой воздушной заслонке 5 поток воздуха из атмосферы устремляется в цилиндр, проходя через кар­бюратор. В горловине диффузора 2, куда выходит рас­пылитель топлива 4, скорость потока воздуха макси­мальная, а следовательно, наилучшие условия для под­соса топлива из поплавковой камеры и его распыления. Топливо из поплавковой камеры 9, в которой благодаря каналу 6 поддерживается атмосферное давление, через от­верстие с ограниченной пропускной способностью (жик­лер) 10 и распылитель 4 поступает в смесительную камеру 3 и перемешивается с потоком воздуха. 

Количество горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя, регулирует дроссельная заслонка 1. Чем больше открыта дроссельная заслонка, тем большее количество горючей смеси поступает в цилиндры.

Читать далее

В качестве топлива для карбюраторных двигателей при­меняют бензин и керосин.

Топливо для карбюраторных двигателей должно удов­летворять следующим эксплуатационным требованиям: обла­дать хорошими карбюрационными свойствами; иметь высо­кую удельную теплоту сгорания; не вызывать детонации при работе двигателя на всех режимах; не приводить к отложениям смолы и нагара на деталях двигателя; иметь хорошие антикоррозийные свойства, то есть не вызывать коррозии металла при непосредственном контакте; сохра­нять свои свойства при длительном хранении.

Карбюрационные свойства топлива зависят от его испа­ряемости, упругости паров, скрытой теплоты парообра­зования, поверхностного натяжения и вязкости.

Хорошая испаряемость топлива позволяет в про­цессе смесеобразования в двигателе получать однородную паровоздушную смесь, способную к полному сгоранию. При недостаточной испаряемости топлива часть его оста­ется в капельно-жидком или пленочном состоянии, смесь получается неоднородной и полностью не сгорает.

Испаряемость зависит от фракционного состава топ­лива, который и определяет способность топлива перехо­дить из жидкого состояния в газообразное. При фракцион­ной разгонке топлива (ГОСТ 2177—66) определяются сле­дующие характерные точки: начало кипения, температура выкипания 10, 50 и 90 % топлива и конец кипения. Начало кипения бензина должно быть не ниже 35°С, иначе интен­сивное испарение топлива приводит к образованию в топ­ливопроводах паровых пузырьков и газовых пробок, что ухудшает наполнение цилиндров двигателя.

Пусковые свойства двигателя тем лучше, чем ниже температура выкипания 10 % топлива. Для пуска холод­ного двигателя при температуре окружающего воздуха минус 20...25°С необходимо, чтобы температура выкипа­ния 10 % топлива была в пределах от 55 до 80°С.

Выкипание 50 % топлива должно происходить для бен­зина при температуре не выше 145 ^РС и для керосина не выше 200 °С. Чем ниже температура выкипания 50 % топлива, тем лучше испаряется оно, а следовательно, быст­рее прогревается двигатель, имеет хорошую приемистость и устойчиво работает под нагрузкой.

От температуры выкипания 90 % топлива до конечной температуры его кипения происходит испарение тяжелых углеводородов. Чем меньше содержится в топливе тяже­лых, трудноиспаряющихся углеводородов, тем полнее сго­рает топливо.

Упругость паров топлива представляет собой давление его насыщенных паров на стенки сосуда. При большом содержании легкокипящих углеводородов топ­ливо имеет высокую упругость паров. В процессе смесе­образования такое топливо увеличивает паровую фазу И уменьшает жидкую. Размер паровых пузырьков при этом увеличивается, а наполнение цилиндров ухудшается. 

Для летних автомобильных бензинов допускается дав­ление насыщенных паров не более 66,6 кПа, для зимних — от 66,6 до 93,3 кПа.

Удельная теплота сгорания горючей смеси — это коли­чество теплоты, выделяемой при сгорании горючей смеси в двигателе внутреннего сгорания. Она зависит от удель-ИОЙ теплоты сгорания топлива и объема воздуха, входя­щих в состав горючей смеси: чем выше концентрация топлива в составе горючей смеси, тем больше теплота сго­рания этой смеси.

Однако концентрация топлива в воздухе ограничива­ется проделом воспламеняемости горючей смеси. Так, например, бензин воспламеняется, если его концентрация и воздухе находится в пределах 1,7...5,4 % по объему, керосин — 2,4...6,0, этиловый спирт — 4...13,7, водород — 9,4...66,5 %.

Удельная теплота сгорания некоторых горючих смесей (кДж/кг) приведена ниже:

смесь I кг тракторного керосина и 14,5 кг воздуха....... 2767

смесь 1 кг автомобильного бензина и 14,8 кг воздуха..... 2780

смесь 1 кг дизельного топлива и 14,4 кг воздуха........ 2771

Детонационная стойкость топлива —..............

Читать далее

Дизельное топливо должно отвечать определенным экс­плуатационным требованиям. Вязкость дизельного топ­лива должна быть такой, чтобы обеспечивалась нормаль­ная работа топливной аппаратуры, то есть бесперебойная прокачиваемость по топливным каналам, тщательное распыление при впрыске, хорошее смесеобразование.

Сгорание топлива должно быть полным. От этого зави­сит легкость запуска дизеля и мягкость его работы.

Топливо не должно давать повышенного нагарообразования, так как это может привести к нарушению работы топливной аппаратуры и механизмов двигателя (закоксовыванию форсунки, зависанию иглы распылителя, отло­жениям нагара на кольцах, поршнях, стенках камеры сгорания, клапанах).

Кроме этого, дизельное топливо не должно вызывать коррозии деталей топливной аппаратуры, топливопрово­дов и резервуаров.

Вязкость характеризуется сопротивлением частиц жид­кости их взаимному перемещению под действием внешней силы, то есть внутренним трением между частицами. Раз­личают динамическую, кинематическую и условную вязкость.

Склонность дизельного топлива к воспламенению оценива­ется цетановым числом, которое определяется моторным методом на установке ИТ9-3. 

     Вначале на установке подбирают такую степень сжа­тия, при которой испытуемое топливо обеспечивает стан­дартный режим работы (впрыск топлива за 13° до в. м. т., самовоспламенение точно в в. м. т. ). Затем установку пере­водят на работу на смеси цетана с α-метилнафталином. Со­став этой смеси подбирают таким образом, чтобы обеспе­чивалась эквивалентная работа установки на стандарт­ном режиме, но с ранее подобранной степенью сжатия. Процент содержания цетана в эталонной смеси численно равняется цетановому числу испытуемого топлива.

Чем выше цетановое число дизельного топлива, тем оно более склонно к воспламенению. Допускается приме­нение дизельного топлива с цетановым числом от 40 до 50 единиц. Такое топливо обеспечивает запуск холодного двигателя и мягкую работу под нагрузкой.

Склонность топлива к нагарообразованию определяется его коксуемостью и содержанием в нем фактических смол и лака. Коксуемость дизельного топлива характеризует его способность давать углистый остаток в результате разложения и испарения без доступа воздуха при темпе­ратуре 700...800°С.

Допустимая для дизельных топлив коксуемость не должна превышать 0,05%. 

Коррозию топливных баков, топливной аппаратуры и деталей двигателя вызывают содержащиеся в дизельном топливе кислоты, сернистые соединения и вода. Наиболь­шую коррозию вызывают сернистые соединения. Их содержание в дизельном топливе колеблется от 0,2 до 1%.

Наиболее эффективные меры борьбы с сернистой корозией - ...

Читать далее

Основным источником энергии в промышленности, сель­ском хозяйстве и в других отраслях народного хозяйства служит топливо. В зависимости от физического состояния топливо подразделяется на твердое, жидкое и газообразное.

Для питания двигателей внутреннего сгорания приме­няют преимущественно жидкое топливо — дизельное, бен­зин и керосин. Однако в качестве моторного топлива может применяться также газообразное (газобаллонное) топливо (сжатый или сжиженный газ) и твердое топливо (для полу­чения генераторного газа, используемого в некоторых двигателях внутреннего сгорания). 

Основными химическими элементами, входящими в орга­ническую часть топлива, являются углерод (С), водо­род (Н) и кислород (О). Кроме этого, топливо может содержать в небольшом количестве серу (S) и азот (N).

Жидкое моторное топливо: бензин, керосин, дизельное топливо и др. — продукт переработки естественного топ­лива, добываемого из недр земли (нефть, бурый уголь и др.).

Топливо состоит из горючей и негорючей частей.

Читать далее

Двигатель Д-21 имеет механизм газораспределения с верх­ним расположением клапанов. Распределительный вал с деталями привода и толкатели с направляющими втулками расположены в картере двигателя; штанги размещены в уп­лотненных трубчатых кожухах; коромысла, клапаны с втулками, пружинами и другими деталями смонтиро­ваны на головках цилиндров.

Тепловой зазор между стержнями впускных и выпуск­ных клапанов и коромыслами на непрогретом двигателе 0,30 мм.

Фазы газораспределения: впуск — 236°, открытие впуск­ного клапана— 16° до в. м. т., закрытие — 40° после н. м. т.; выпуск — 236°, открытие выпускного клапана — 40° до н. м. т., закрытие— 16° после в. м. т.; перекрытие клапанов — 32°.

Клапаны изготовлены из сильхромной стали. Тарелка впускного клапана имеет диаметр 44 мм, выпускного — 38 мм.

Распределительный вал двухопорный (вращается в двух чугунных втулках), имеет четыре одинаковых по про­филю кулачка, первый и третий кулачки впускные, второй и четвертый выпускные. Осевые перемещения вала огра­ничиваются торцом ступицы приводной шестерни. Распре­делительный вал изготовлен из стали 45. 

Толкатели грибообразные, с кольцевыми выточками на направляющей части для валиков декомпрессионного механизма. Ось толкателя смещена относительно оси ку­лачка, что обеспечивает толкателю вращательное движе­ние. Толкатели изготовляют из хромистой стали, цементи­руют и закаливают.

Читать далее

Детали механизма газораспределения работают в усло­виях значительных ударных нагрузок, при высокой тем­пературе и постоянном воздействии на клапаны газов, содержащих агрессивные компоненты и дающих нагарообразование;  подача смазки  на трущиеся  поверхности основных деталей механизма газораспределения весьма ограничена. 

Износ и подгорание фаски клапана и его седла при­водят к нарушению плотности посадки клапана на седло, а следовательно, к утечке газов при сжатии и особенно при расширении. 

Износ стержня клапана по направляющей цилиндриче­ской поверхности и направляющей втулки клапана дает перекос при посадке клапана на седло, в результате чего также наблюдается утечка газов.

Износ торцов стержня клапана, штанги, толкателя, а также бойка коромысла, изгиб штанги увеличивают зазор в передаточных деталях механизма газораспределения, что приводит к неполному открытию клапанов, ограничивает газообмен в цилиндрах и создает шум при работе двигателя.

В результате потери упругости пружин клапанов про­исходит неплотная посадка клапана на седло и самопроиз­вольное открытие клапанов.

Читать далее

Для облегчения проворачивания коленчатого вала при запуске на некоторых дизелях применяют декомпрессионные механизмы. Принцип их работы состоит в снижении дав­ления в цилиндрах при сжатии путем сообщения полостей цилиндров с атмосферой (декомпрессирования).

При декомпрессированных цилиндрах воздух в них практически не подвергается сжатию, а следовательно, и не оказывает значительного сопротивления перемещению поршней, что облегчает проворачивание коленчатого вала.

Предварительное проворачивание коленчатого вала при запуске дизеля позволяет подать смазку на трущиеся поверхности двигателя и тем самым облегчить последующий запуск. При этом снижаются потери на трение, умень­шается износ цилиндров, поршней и подшипников колен­чатого вала, улучшается уплотнение поршней в цилиндрах.

Декомпрессирование в дизелях осуществляется путем воздействия на клапаны механизма газораспределения.

Декомпрессионный механизм при включении открывает отдельно впускные клапаны или впускные и выпускные вместе и удерживает их в открытом положении на протя­жении всего цикла.

Читать далее

К клапанной группе механизмов газораспределения относят клапаны, их направляющие втулки, клапанные пружины с деталями крепления, гнезда (седла) клапанов и некоторые другие детали.

Клапаны (рис. ниже) состоят из головки (тарелки) и стерж­ни. Для уменьшения сопротивления при впуске и выпуске переход от головки клапана к стержню делают возможно более плавным.

Головки клапанов чаще всего имеют такие формы (рис. выше, б): плоскую, тюльпанообразную и выпуклую. Кла­паны с плоской головкой просты по конструкции, их применяют обычно в качестве впускных клапанов. Тюльпанообразную форму головки имеют впускные клапаны большого диаметра. Такая головка, хотя и несколько сложна в изготовлении, однако имеет сравнительно небольшую массу, достаточную жесткость и хорошую обтекаемость. Клапаны с выпуклой головкой применяют в качестве выпускных. Они отличаются повышенной жесткостью и хорошей обтекаемостью со стороны цилиндра.

Перейдите в полный раздел материала, чтобы прочесть дальше